專利名稱：閃存控制擴(kuò)展模塊、控制器、存儲(chǔ)系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域，具體涉及一種基于閃存存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)擴(kuò)展技術(shù)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的固態(tài)硬盤中，閃存芯片通過陣列的方式組織起來。閃存陣列被劃分為了多個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)通道，每個(gè)數(shù)據(jù)通道與閃存控制器之間由獨(dú)立的總線連接，如圖1所示。這種多通道結(jié)構(gòu)不僅能夠降低數(shù)據(jù)在傳輸過程中的相互沖突，而且還能提高閃存控制器與不同通道的閃存陣列之間的并發(fā)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅?。然而，多通道的閃存陣列結(jié)構(gòu)在有效改善閃存器件與閃存控制器之間數(shù)據(jù)吞吐率的同時(shí)，降低了閃存陣列的可擴(kuò)展性。閃存控制器需要根據(jù)閃存陣列的通道數(shù)目和容量來設(shè)計(jì)硬件通道的數(shù)目、緩存的深度以及工作時(shí)鐘的頻率等參數(shù)。閃存控制器的這些特定的硬件設(shè)計(jì)盡管能夠獲得良好的數(shù)據(jù)傳輸性能，但卻以犧牲閃存陣列的靈活性為代價(jià)。閃存陣列的結(jié)構(gòu)必須與閃存控制器內(nèi)部的硬件保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因而，每當(dāng)閃存控制器需要應(yīng)用到一種新的閃存陣列中時(shí)，都需要對(duì)閃存控制器中的硬件控制電路及其相應(yīng)的固件重新進(jìn)行設(shè)計(jì)和更新。這極大地延長(zhǎng)了設(shè)計(jì)的開發(fā)周期，增加了設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)。因此，有必要改變目前這種因擴(kuò)展閃存陣列重新設(shè)計(jì)閃存控制器的做法，解決無法靈活擴(kuò)展閃存陣列的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是，提供一種閃存控制擴(kuò)展模塊、控制器、存儲(chǔ)系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)傳輸方法，可以靈活的實(shí)現(xiàn)閃存陣列的擴(kuò)展，降低研發(fā)周期和相應(yīng)的研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種閃存控制擴(kuò)展模塊，包括接口單元、控制單元和交換單元；控制單元與所述交換單元相連，用于解析或發(fā)送控制指令，以及對(duì)接收到的指令執(zhí)行命令控制；接口單元與相鄰的閃存控制器互連，用于對(duì)外提供傳輸擴(kuò)展接口，并負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)傳輸；交換單元分別與所述接口單元和本地閃存控制器相連，用于完成本地與外部的數(shù)據(jù)交換處理。進(jìn)一步的，所述接口單元包括數(shù)據(jù)輸出接口組，數(shù)據(jù)輸入接口組，內(nèi)部控制使能接口和外部控制使能接口。本發(fā)明還提供一種閃存控制器，包括傳輸控制模塊，還包括上述的擴(kuò)展總線模塊， 該擴(kuò)展總線模塊通過其上的交換單元與傳輸控制模塊相連。本發(fā)明還提供一種閃存存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括形成環(huán)形連接的至少一個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)；每個(gè)所述的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)包括閃存控制器、閃存陣列以及上述的閃存控制擴(kuò)展模塊，該閃存控制器用于完成該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的閃存陣列的讀寫控制，該閃存控制擴(kuò)展模塊通過其上的交換單元與該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的閃存控制器相連；各存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)通過其所屬的閃存控制擴(kuò)展模塊完成環(huán)形連接。本發(fā)明還提供了一種閃存存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括形成環(huán)形連接的至少一個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)；每個(gè)所述的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)包括閃存陣列以及其內(nèi)設(shè)有閃存控制擴(kuò)展模塊的閃存控制器，該閃存控制器用于完成該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的閃存陣列的讀寫控制；各存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)通過其所屬的閃存控制器內(nèi)的閃存控制擴(kuò)展模塊完成環(huán)形連接。進(jìn)一步的，相鄰兩存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間的連接方式為數(shù)據(jù)單向傳輸連接方式或數(shù)據(jù)雙向傳輸連接方式。本發(fā)明最后還提供了一種數(shù)據(jù)傳輸方法，包括以下處理過程在所述各存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中的閃存控制擴(kuò)展模塊內(nèi)配置所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的傳輸路由表；數(shù)據(jù)發(fā)起端存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)根據(jù)需要傳輸數(shù)據(jù)，分配各數(shù)據(jù)包的目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)所述傳輸路由表確定各目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的路由位置；數(shù)據(jù)發(fā)起端存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)通過所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)向各目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)分別發(fā)送數(shù)據(jù)包。進(jìn)一步的，在向各目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包之前還包括所述數(shù)據(jù)發(fā)起端存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述傳輸路由表對(duì)各數(shù)據(jù)包的分配進(jìn)行流量均衡處理。進(jìn)一步的，上述流量均衡處理機(jī)制為在同一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸方向上，距離發(fā)起端存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)分配的數(shù)據(jù)包相對(duì)于近的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)分配的數(shù)據(jù)包小。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明改變了現(xiàn)有在閃存控制器內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)展的實(shí)現(xiàn)方式， 提出在閃存控制器之間進(jìn)行擴(kuò)展的方式來提高閃存陣列擴(kuò)展的靈活性。這種擴(kuò)展方式不僅能改善現(xiàn)有的閃存陣列的擴(kuò)展性，還能進(jìn)一步挖掘閃存陣列的并行性，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅?。此外本發(fā)明將各存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)按照環(huán)形總線結(jié)構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)展，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求的不同，可以分別配置為雙向傳輸方式以及單向傳輸方式。擴(kuò)展以后，數(shù)據(jù)能沿著環(huán)形總線同時(shí)在多個(gè)閃存陣列中進(jìn)行并發(fā)傳輸。這種傳輸方式將閃存陣列的擴(kuò)展性進(jìn)一步提高，同時(shí)通過并發(fā)方式增強(qiáng)了閃存陣列的數(shù)據(jù)傳輸性能。本發(fā)明還設(shè)計(jì)了相關(guān)的流量均衡機(jī)制來提高擴(kuò)展總線的效能。當(dāng)數(shù)據(jù)需要由多組閃存陣列共同處理時(shí)，由總線控制模塊根據(jù)路由距離，均衡所有目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)量，以保證各個(gè)閃存陣列中的數(shù)據(jù)操作能在基本相同的時(shí)間內(nèi)完成。在目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)在接收到數(shù)據(jù)后，由閃存控制器向其閃存陣列發(fā)起數(shù)據(jù)操作。由于本發(fā)明的擴(kuò)展技術(shù)擴(kuò)展了閃存控制器與閃存陣列的傳輸通道，充分發(fā)掘了兩者的帶寬資源，因而對(duì)于采用本發(fā)明的擴(kuò)展技術(shù)的閃存陣列來說，增強(qiáng)了整體閃存陣列的數(shù)據(jù)傳輸效率。


圖1為現(xiàn)有閃存存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2為本發(fā)明閃存控制擴(kuò)展模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中的閃存存儲(chǔ)系統(tǒng)的連接示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例二中的接口單元的接口示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例四的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)單向傳輸示意圖；圖6為本發(fā)明基于實(shí)施例四的流量均衡處理示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例三的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)雙向傳輸示意圖；圖8為本發(fā)明基于實(shí)施例三的流量均衡處理示意圖；圖9為本發(fā)明流量均衡處理的控制流程圖。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的主要發(fā)明構(gòu)思為設(shè)置閃存控制擴(kuò)展模塊用于連接相鄰存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，該模塊可以獨(dú)立設(shè)置，也可以集成到閃存控制器中，即將其與閃存控制器中的傳輸控制模塊相連，實(shí)現(xiàn)根據(jù)數(shù)據(jù)請(qǐng)求的類型與閃存控制器的內(nèi)部總線進(jìn)行協(xié)同工作。如圖2 所示閃存控制擴(kuò)展模塊包括控制單元、接口單元和交換單元?？刂茊卧c交換單元相連， 用于完成指令解析和指令控制，具體為對(duì)各存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)發(fā)來各類數(shù)據(jù)請(qǐng)求進(jìn)行操作，包括對(duì)數(shù)據(jù)包的檢索和目標(biāo)地址的指派等。接口單元，用于對(duì)外提供傳輸擴(kuò)展接口，連接相鄰的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，完成數(shù)據(jù)傳輸。交換單元，分別與接口單元和閃存控制器相連，用于完成內(nèi)、外數(shù)據(jù)交換處理?？刂茊卧换卧约敖涌趩卧嗷f(xié)同，為閃存陣列擴(kuò)展通訊提供了硬件實(shí)現(xiàn)。如圖3所示的閃存存儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)施例一的連接示意圖。該實(shí)施例中閃存控制擴(kuò)展模塊被集成入了閃存控制器中，各閃存控制器通過其上的閃存控制擴(kuò)展模塊連接成了環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，每個(gè)閃存控制器對(duì)外設(shè)置有主機(jī)接口。相鄰兩個(gè)閃存控制器之間的連接為擴(kuò)展總線，該擴(kuò)展總線可以提供單向數(shù)據(jù)通道，也可以提供雙向數(shù)據(jù)通道。以下以雙向數(shù)據(jù)通道為例進(jìn)行說明。擴(kuò)展總線1連接了閃存控制器1和閃存控制器2 ；擴(kuò)展總線2連接了閃存控制器2和閃存控制器3 ；擴(kuò)展總線3連接了閃存控制器3和閃存控制器1。由此，擴(kuò)展總線將三組閃存陣列連接為環(huán)形。擴(kuò)展總線可為相鄰的閃存控制器提供雙向的數(shù)據(jù)通道，從而使得閃存控制器控制下的閃存陣列得到最高的傳輸吞吐率。在雙向傳輸?shù)那闆r下，向閃存陣列1發(fā)送的數(shù)據(jù)，可以通過擴(kuò)展總線1和擴(kuò)展總線3。即通過相鄰的閃存陣列2和閃存陣列3發(fā)起并行數(shù)據(jù)傳輸，因而提高了數(shù)據(jù)的并行性。此外，擴(kuò)展總線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高效，在節(jié)點(diǎn)數(shù)目有限的情況下，避免了在閃存控制器中設(shè)計(jì)復(fù)雜路由表所帶來的額外成本開銷。假如閃存控制擴(kuò)展模塊為與閃存控制分立的模塊，也同樣可以搭建環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為各閃存控制擴(kuò)展模塊環(huán)形連接，每個(gè)閃存控制擴(kuò)展模塊通過閃存?zhèn)鬏斂刂破鬟B接到各自對(duì)應(yīng)的閃存控制器上，具體的數(shù)據(jù)傳輸過程不再贅述。如圖4為本發(fā)明實(shí)施例二中閃存控制擴(kuò)展模塊中的接口模塊的接口設(shè)置示意圖。 為了能夠?qū)崿F(xiàn)雙向傳輸，在接口設(shè)置時(shí)，主要接口包括數(shù)據(jù)輸出接口組，數(shù)據(jù)輸入接口組， 內(nèi)部控制使能接口和外部控制使能接口。圖4中16位輸入數(shù)據(jù)信號(hào)DATA_I與1位輸入有效信號(hào)IA構(gòu)成了數(shù)據(jù)輸入組，16位輸出數(shù)據(jù)信號(hào)DATA_0與1位的輸出有效信號(hào)OA構(gòu)成了數(shù)據(jù)輸出接口組，內(nèi)部控制使能接口包括1位的傳輸起始控制信號(hào)CE，1位的寫控制線WR， 外部控制使能接口 總線狀態(tài)信號(hào)BSTA與1位的傳輸狀態(tài)信號(hào)STA。其中，DATA_I和DATA_ 0信號(hào)為總線的數(shù)據(jù)信號(hào)。DATA_I信號(hào)負(fù)責(zé)接收相鄰的閃存控制器傳輸過來的數(shù)據(jù)；DATA_ 0信號(hào)負(fù)責(zé)將本地的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。IA信號(hào)用來表明收到的DATA_I信號(hào)線的數(shù)據(jù)有效；OA 信號(hào)用來表明發(fā)出的DATA_0信號(hào)線的數(shù)據(jù)有效。CE信號(hào)用來表明，有本地的閃存控制器發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸，而STA信號(hào)則用來監(jiān)聽相鄰的閃存控制器是否發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸。本地發(fā)起的讀寫操作由寫控制線WR來控制，而相鄰閃存控制器的操作類型則通過總線狀態(tài)信號(hào)BSTA來獲得。這樣，通過這些信號(hào)保證了擴(kuò)展總線在相鄰閃存控制器之前的正常通訊。為了適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，環(huán)形連接的各存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)可以配置為兩種連接方式雙向連接方式以及單向連接方式。
實(shí)施例四為單向連接方式，圖5為單向傳輸示意圖，圖6為單向傳輸?shù)牧髁烤馓幚硎疽鈭D。如圖5所示，相鄰的總線存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間僅由單向信號(hào)線相連，數(shù)據(jù)在擴(kuò)展總線中按照一種方向進(jìn)行傳輸。實(shí)施例四的單向連接方式節(jié)省了通訊接口，降低了擴(kuò)展總線的復(fù)雜度，減少了擴(kuò)展過程中的成本開銷。如圖6所示的流量均衡方式，當(dāng)主機(jī)需要通過單向擴(kuò)展的環(huán)形總線發(fā)起端存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，向目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)1、2和3進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，發(fā)起端存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)首先向目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)1發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)由目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)1轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)2，再由目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)2轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)3。發(fā)起端存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)將根據(jù)路由距離，對(duì)發(fā)送給3個(gè)目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)量進(jìn)行均衡。例如，發(fā)送給目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)3的數(shù)據(jù)包3，比發(fā)送給目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)1的數(shù)據(jù)包1以及發(fā)送給目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)2的數(shù)據(jù)包2小；發(fā)送給目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)2的數(shù)據(jù)包2，比發(fā)送給目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)1的數(shù)據(jù)包1小。即按照距離發(fā)起端存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)分配的數(shù)據(jù)包相對(duì)于近的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)分配的數(shù)據(jù)包小的原則進(jìn)行均衡處理。這樣保證了各個(gè)目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)可以在基本相同的時(shí)間段內(nèi)完成各自的數(shù)據(jù)操作，使得單一閃存控制器能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)更多的主機(jī)數(shù)據(jù)請(qǐng)求。實(shí)施例五為雙向連接方式，圖7為雙向傳輸示意圖，圖8為雙向傳輸?shù)牧髁烤馓幚硎疽鈭D。如圖7所示，相鄰的總線存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間可以由雙向信號(hào)線相連，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間的雙向傳輸。雙向連接方式的擴(kuò)展總線具有最佳的數(shù)據(jù)傳輸性能。如圖 8所示的流量均衡方式，當(dāng)主機(jī)通過雙向環(huán)形總線的發(fā)起端存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，向目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)1、2 和3進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，發(fā)起端存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)將同時(shí)向目標(biāo)端存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)1和目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)2發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸，如圖8所示。此外，由于目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)3與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)1不是直接相連，需要經(jīng)過目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)1和2進(jìn)行中轉(zhuǎn)路由。發(fā)起端節(jié)點(diǎn)將根據(jù)路由距離，對(duì)發(fā)送給目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn) 3的數(shù)據(jù)量進(jìn)行均衡。例如，發(fā)送給目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)3的數(shù)據(jù)包3和4，比發(fā)送給目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)1的數(shù)據(jù)包1以及發(fā)送給目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)2的數(shù)據(jù)包2小。而數(shù)據(jù)包3和4的數(shù)據(jù)量之和與數(shù)據(jù)包1、2的數(shù)據(jù)量相當(dāng)。也就是按照在同一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸方向上，距離發(fā)起端存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)分配的數(shù)據(jù)包相對(duì)于近的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)分配的數(shù)據(jù)包小的均衡原則進(jìn)行處理。這樣既可以保證在擴(kuò)展總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包充分利用擴(kuò)展總線，又能確保各個(gè)目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)上接收到的數(shù)據(jù)量基本相同。綜合實(shí)施例四、五的說明，本發(fā)明為了能夠保證擴(kuò)展后的閃存陣列在數(shù)據(jù)傳輸中的并行性，為擴(kuò)展總線設(shè)計(jì)了一種并發(fā)流量均衡方式，來進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)發(fā)送。如圖9所示為本發(fā)明流程均衡的處理流程。在閃存控制器的擴(kuò)展總線模塊中保存有整個(gè)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的傳輸路由表。當(dāng)閃存控制器需要有數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌U(kuò)展總線上時(shí)，擴(kuò)展總線模塊將首先根據(jù)數(shù)據(jù)量，分配數(shù)據(jù)包的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，而后根據(jù)傳輸路由表計(jì)算目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)與發(fā)起端存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間的路由位置。閃存控制擴(kuò)展模塊通過判斷目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)與本地存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)是否相鄰，決定是否啟動(dòng)流量均衡處理。當(dāng)需要進(jìn)行流量均衡處理時(shí)，閃存控制擴(kuò)展模塊將根據(jù)傳輸路由表分配各個(gè)數(shù)據(jù)包的大小，并發(fā)起傳輸操作將數(shù)據(jù)包發(fā)送出去。閃存控制擴(kuò)展模塊將在數(shù)據(jù)包發(fā)送完成后結(jié)束工作。綜上所述，采用本發(fā)明可以提高閃存控制器的擴(kuò)展能力，增強(qiáng)多組閃存陣列之間的數(shù)據(jù)交換效率，降低傳輸過程中的數(shù)據(jù)阻塞，并且使得閃存控制器的設(shè)計(jì)更加靈活。這種技術(shù)適合應(yīng)用于固態(tài)硬盤控制器、閃存控制器等以閃存器件為存儲(chǔ)介質(zhì)的場(chǎng)合中，以提高閃存數(shù)據(jù)的傳輸效率，提高設(shè)計(jì)的靈活性和可移植性。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明；因此，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種閃存控制擴(kuò)展模塊，其特征在于，包括接口單元、控制單元和交換單元；所述控制單元，與所述交換單元相連，用于解析或發(fā)送控制指令，以及對(duì)接收到的指令執(zhí)行命令控制；所述接口單元，與相鄰的閃存控制器互連，用于對(duì)外提供傳輸擴(kuò)展接口，并負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)傳輸；所述交換單元，分別與所述接口單元和本地閃存控制器相連，用于完成本地與外部的數(shù)據(jù)交換處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)展總線模塊，其特征在于，所述接口單元包括數(shù)據(jù)輸出接口組，數(shù)據(jù)輸入接口組，內(nèi)部控制使能接口和外部控制使能接口。
3.—種閃存控制器，包括傳輸控制模塊，其特征在于，還包括如權(quán)利要求1或2所述的擴(kuò)展總線模塊，所述擴(kuò)展總線模塊通過其上的交換單元與所述傳輸控制模塊相連。
4.一種閃存存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于，包括形成環(huán)形連接的至少一個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)；每個(gè)所述的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)包括閃存控制器、閃存陣列以及如權(quán)利要求1或2所述的閃存控制擴(kuò)展模塊，所述閃存控制器用于完成該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的閃存陣列的讀寫控制，所述閃存控制擴(kuò)展模塊通過其上的交換單元與該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的閃存控制器相連；各存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)通過其所屬的閃存控制擴(kuò)展模塊完成所述環(huán)形連接。
5.一種閃存存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于，包括形成環(huán)形連接的至少一個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)；每個(gè)所述的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)包括閃存陣列以及如權(quán)利要求3所述的閃存控制器，所述閃存控制器用于完成該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的閃存陣列的讀寫控制；各存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)通過其所屬的閃存控制器內(nèi)的閃存控制擴(kuò)展模塊完成所述環(huán)形連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的閃存存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于，所述相鄰兩存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間的連接方式為數(shù)據(jù)單向傳輸連接方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的閃存存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于，所述相鄰兩存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間的連接方式為數(shù)據(jù)雙向傳輸連接方式。
8.一種基于權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的閃存存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于， 包括以下處理過程在所述各存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中的閃存控制擴(kuò)展模塊內(nèi)配置所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的傳輸路由表；數(shù)據(jù)發(fā)起端存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)根據(jù)需要傳輸數(shù)據(jù)，分配各數(shù)據(jù)包的目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)所述傳輸路由表確定各目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的路由位置；數(shù)據(jù)發(fā)起端存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)通過所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)向各目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)分別發(fā)送數(shù)據(jù)包。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，在向各目標(biāo)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包之前還包括所述數(shù)據(jù)發(fā)起端存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述傳輸路由表對(duì)各數(shù)據(jù)包的分配進(jìn)行流量均衡處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述的流量均衡處理機(jī)制為 在同一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸方向上，距離發(fā)起端存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)分配的數(shù)據(jù)包相對(duì)于近的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)分配的數(shù)據(jù)包小。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種閃存控制擴(kuò)展模塊、控制器、存儲(chǔ)系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)傳輸方法，通過在閃存控制擴(kuò)展模塊中設(shè)置接口單元、控制單元和交換單元，并通過閃存控制擴(kuò)展模塊搭建環(huán)形拓?fù)洹２捎帽景l(fā)明可以提高閃存控制器的擴(kuò)展能力，增強(qiáng)多組閃存陣列之間的數(shù)據(jù)交換效率，降低傳輸過程中的數(shù)據(jù)阻塞，并且使得閃存控制器的設(shè)計(jì)更加靈活。本發(fā)明適合應(yīng)用于固態(tài)硬盤控制器、閃存控制器等以閃存器件為存儲(chǔ)介質(zhì)的場(chǎng)合中，以提高閃存數(shù)據(jù)的傳輸效率，提高設(shè)計(jì)的靈活性和可移植性。
文檔編號(hào)G06F13/16GK102508797SQ20111033204
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者邢冀鵬, 霍文捷 申請(qǐng)人:憶正存儲(chǔ)技術(shù)(武漢)有限公司